[發(fā)明專利]一種虛擬站點(diǎn)遷移時(shí)關(guān)聯(lián)虛擬站點(diǎn)的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110390461.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN103139167B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 溫州大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06;G06F9/455
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44419
• 代理人: 曹明蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬站點(diǎn)遷移時(shí)關(guān)聯(lián)虛擬站點(diǎn)的方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著服務(wù)器虛擬化技術(shù)的日益成熟，數(shù)據(jù)中心部署虛擬化服務(wù)器數(shù)據(jù)越來(lái)越多。虛擬機(jī)的出現(xiàn)使數(shù)據(jù)中心服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)接入層引入了虛擬以太橋(VEB，Virtual Ethernet Bridge)。在服務(wù)器上采用純軟件方法實(shí)現(xiàn)的VEB就是通常所說(shuō)的虛擬交換機(jī)(vSwitch)。vSwitch是目前成熟且產(chǎn)品化較好的技術(shù)方案。

雖然數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器虛擬化可以大大提高資源利用率和靈活性，但它也帶來(lái)了新的管理和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。在物理網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)通信，在虛擬世界中也有vSwitch、或稱作VEB，它為不同虛擬機(jī)之間的通信提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)。

雖然vSwitch的實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單、兼容性好，但也面臨著諸多問(wèn)題。例如：vSwitch占用中央處理器(CPU)資源，導(dǎo)致虛擬機(jī)性能下降，虛擬機(jī)的流量監(jiān)管，虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)策略實(shí)施以及vSwitch管理可擴(kuò)展性等問(wèn)題。

另一個(gè)問(wèn)題是，vSwitch真正要管理和配置的是流入服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)流量，而對(duì)于一個(gè)服務(wù)器管理員需要掌握的技能是安裝和配置服務(wù)器主機(jī)，不需要掌握數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)或普通IP網(wǎng)絡(luò)通信知識(shí)；因此，隨著數(shù)據(jù)中心內(nèi)虛擬機(jī)數(shù)量的爆炸式增長(zhǎng)，vSwitch在某些應(yīng)用領(lǐng)域上的問(wèn)題也更加凸顯，例如引發(fā)嚴(yán)重的管理問(wèn)題。

在IEEE802.1工作組的數(shù)據(jù)中心橋(DCB，Data Center Bridging)任務(wù)組中正在制定IEEE 802.1Qbg標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了虛擬以太網(wǎng)端口匯聚器(VEPA)技術(shù)以及S-channel技術(shù)，統(tǒng)稱邊緣虛擬橋(EVB，Edge Virtual Bridging)技術(shù)，旨在將大量策略以及安全和管理方面的處理方法從網(wǎng)卡上的虛擬機(jī)和刀片服務(wù)器上面卸下來(lái)，并將其重新交給連接存儲(chǔ)和計(jì)算資源的物理以太交換機(jī)，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的管理，幫助網(wǎng)絡(luò)管理員和系統(tǒng)管理員更加便利地合作。

在EVB環(huán)境中，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC，Network Interface Card)有多個(gè)虛擬NIC、即vNIC，每個(gè)vNIC可以獨(dú)立的和EVB中的橋進(jìn)行通信，這多個(gè)vNIC共享一個(gè)鏈路。通過(guò)VEPA，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)物理站點(diǎn)上的多個(gè)虛擬站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用，并傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這種方式加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)站點(diǎn)的監(jiān)控管理。VEPA是對(duì)VEB的簡(jiǎn)單擴(kuò)展，現(xiàn)有物理站點(diǎn)中的VEB、VEPA如圖1所示。圖1中，陰影部分相同表示屬于相同的VLAN。這里，和物理站點(diǎn)相連的鄰接橋也稱之為橋。這里的vNIC接口稱為虛擬交換接口(VSI，Virtual Switch Interface)，VEB和VEPA統(tǒng)稱為邊緣中繼(ER，Edge Relay)。

另外，為了實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)物理站點(diǎn)內(nèi)VEB、VEPA和直連集中模式混合的功能，802.1Qbg還引入了S-channel技術(shù)，在NIC和交換機(jī)的接口之間建立若干個(gè)虛擬通道，其中的“S”代表S-VLAN(業(yè)務(wù)虛擬局域網(wǎng))。S-channel技術(shù)將不同VEB、VEPA等的流量附上不同的S-TAG，再轉(zhuǎn)發(fā)給鄰接橋。

為了將VSI對(duì)應(yīng)的虛擬站點(diǎn)流量與橋的面向站點(diǎn)橋端口(SBP)相關(guān)聯(lián)，IEEE 802.1Qbg標(biāo)準(zhǔn)定義了一種VSI發(fā)現(xiàn)配置協(xié)議(VDP，VSI Discovery and Configuration Protocol)，通過(guò)這個(gè)協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬站點(diǎn)和橋之間的交互。例如：在生成一個(gè)新的虛擬站點(diǎn)時(shí)，通過(guò)VDP的關(guān)聯(lián)消息將虛擬站點(diǎn)的VSI和橋上的SBP端口關(guān)聯(lián)，并在這些端口上對(duì)VSI對(duì)應(yīng)的流量應(yīng)用相關(guān)策略。在虛擬站點(diǎn)遷移走或消亡時(shí)，也可以通過(guò)VDP協(xié)議的去關(guān)聯(lián)消息將該VSI從對(duì)應(yīng)的SBP端口上去關(guān)聯(lián)。另外，在VDP協(xié)議中，還有個(gè)預(yù)關(guān)聯(lián)消息，可以用于VSI和橋端口SBP的預(yù)先關(guān)聯(lián)，此時(shí)更多的是預(yù)先預(yù)留資源，而不會(huì)對(duì)VSI的流量做相應(yīng)的流量控制。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)虛擬站點(diǎn)發(fā)生遷移時(shí)，該虛擬站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的VSI也將從一個(gè)SBP端口上重新關(guān)聯(lián)到另一個(gè)SBP端口上，基本流程如圖2所示，主要包括：

1、虛擬站點(diǎn)管理系統(tǒng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的新虛擬站點(diǎn)；

2、新虛擬站點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的SBP端口預(yù)關(guān)聯(lián)，此時(shí)新虛擬站點(diǎn)仍處于沒有激活的狀態(tài)；

3、舊虛擬站點(diǎn)往新虛擬站點(diǎn)上遷移，信息、狀態(tài)同步；

4、完成同步的最后一步驟；

5、新虛擬站點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的新SBP端口相關(guān)聯(lián)；

6、舊虛擬站點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的SBP端口去關(guān)聯(lián)；

7、虛擬站點(diǎn)管理系統(tǒng)通知新虛擬站點(diǎn)開始工作。